鋁板帶箔軋機高精度自動斷帶檢測識別控制系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)用

王修亮

（新疆眾和股份有限公司 烏魯木齊830013）

1 鋁板帶箔軋機箔材斷帶檢測控制技術(shù)現(xiàn)狀和問題

鋁板帶箔軋機在高速軋制過程中發(fā)生箔材斷帶時易造成軋輥表面損傷和著火。主要是因為高速軋制過程中發(fā)生箔材斷帶時，由于軋制設(shè)備沒有精確的箔材斷帶發(fā)生自動檢測識別系統(tǒng)，仍然采用較為原始的斷帶檢測裝置進行反饋或依賴于作業(yè)人員發(fā)現(xiàn)箔材斷帶后按壓急?？刂瓢粹o，控制系統(tǒng)不能迅速接收到箔材斷帶檢測信號，存在斷帶控制處理嚴(yán)重滯后現(xiàn)象，在箔材斷帶信號滯后處理期間箔材脫開輥縫后軋制設(shè)備主傳動軋輥仍維持高速運行，在軋輥輥縫中堆積大量廢料并在此過程中造成軋輥表面損傷或著火。

我國目前軋制控制領(lǐng)域箔材斷帶檢測方式的主流設(shè)計方案為在軋機出口側(cè)加裝光電對射開關(guān)，在軋機處于運行狀態(tài)并已投張的情況下如果對射開關(guān)檢測信號發(fā)生變化即視為鋁板帶箔斷帶發(fā)生。但采用在軋機出口側(cè)加裝對射開關(guān)的設(shè)計方案存在幾點弊端：⑴斷帶檢測信號滯后；⑵鋁板帶箔斷帶后箔材剛好遮住對射開關(guān)造成檢測不到箔材斷帶；⑶對射開關(guān)的位置變化、信號衰減等造成檢測信號誤反饋。因此采用這種方式仍然不能徹底有效解決發(fā)生箔材斷帶后造成軋輥表面損傷和著火現(xiàn)象。

2 鋁板帶箔軋機箔材斷帶高精度自動檢測識別控制系統(tǒng)設(shè)計方案

通過結(jié)合鋁板帶箔軋機中ABB/SIEMENS板形輥具有高精度壓力檢測特點，將ABB/SIEMENS 板形輥張力檢測信號、L1級厚度控制程序、傳動系統(tǒng)控制程序和速度/張力信號進行組合編輯，開發(fā)設(shè)計箔材斷帶發(fā)生自動檢測識別控制功能程序，將ABB/SIE?MENS 板形輥的張力檢測信號傳送給L1級厚度控制系統(tǒng)，再經(jīng)由L1 級厚度控制系統(tǒng)傳送給傳動控制系統(tǒng)，以板形輥檢測的張力信號結(jié)合傳動控制系統(tǒng)的速度信號和張力信號編輯程序功能塊，在程序中自動檢測識別箔材斷帶發(fā)生，再將斷帶信號反饋給L1級厚度控制系統(tǒng)以控制執(zhí)行軋制設(shè)備開輥縫動作并通過傳動控制系統(tǒng)瞬間驅(qū)動輥縫CO2滅火。這種方案不需要加裝任何檢測元件即可以精確識別鋁板帶箔斷帶發(fā)生，并且徹底解決了加裝對射開關(guān)的斷帶檢測方式存在的弊端，是鋁板帶箔軋機設(shè)備自動控制領(lǐng)域最有效的箔材斷帶發(fā)生自動檢測識別控制系統(tǒng)，屬于當(dāng)前自動控制領(lǐng)域最前沿的科技創(chuàng)新應(yīng)用。

3 鋁板帶箔軋機箔材斷帶高精度自動檢測識別控制系統(tǒng)實施過程

⑴將ABB/SIEMENS 板形輥檢測張力值Shap?eRollTension 從ABB/SIEMENS 板形控制系統(tǒng)傳送到L1級控制系統(tǒng)AGC、AFC控制程序中。

圖1

⑵將L1 級控制系統(tǒng)AFC 程序中ShapeRollTen?sion傳送給AGC_RealsToAGC9。

⑶在L1級控制系統(tǒng)AGC程序中Profibus通迅信號交互程序中，將來自于AFC程序中的ShapeRollTen通過功能塊傳動給Profibus Output PO_ShapeRollTen。

⑷定義L1 級控制系統(tǒng)與傳動控制系統(tǒng)交互ShapeRollTension 信號接口位置和數(shù)據(jù)類形格式16_bit。

⑸將L1 級控制程序中PO_ShapeRollTen 傳送給傳動SLV_Outputints 17。

圖2

⑹在傳動系統(tǒng)中定義接口Address,L1 級控制系統(tǒng)與傳動控制系統(tǒng)以SST-PFB3-VME-2通迅板為媒介，采用Profibus 總線進行通迅，在此將ShapeRoll?Tension輸入Address定義為PID1220。

圖3

⑺將ShapeRollTension在傳動程序中由PID1220傳送給DB2222.DBD32.

⑻在DB2222數(shù)據(jù)塊中指定DBD2222.DBW34為來自于ABB/SIEMENS檢測控制系統(tǒng)的ShapeRollTen?sion信號值。

⑼結(jié)合ABB/SIEMENS 板形輥張力檢測值Shape roll tension、L1 級控制程序、傳動控制程序和Mill speed/UcTen.RcTen 信號進行組合編輯，開發(fā)設(shè)計鋁板帶箔斷帶發(fā)生自動識別功能程序。當(dāng)軋制速度大于60 m/min,開卷、卷取張力處于投入狀態(tài)，如果ABB/SIEMENS 板形輥張力檢測值小于60 N 時，控制系統(tǒng)自動識別發(fā)生斷帶信號。

圖4

⑽將利用鋁板帶箔斷帶發(fā)生自動識別功能程序檢出的箔材斷帶信號，一方面在傳動系統(tǒng)內(nèi)部執(zhí)行，箔材斷帶后迅速控制軋制設(shè)備主傳動停車，如果是軋制合金材料將自動驅(qū)動CO2系統(tǒng)輥縫滅火，另一方面再將箔材斷帶信號由傳動系統(tǒng)反饋給L1 控制系統(tǒng)，以驅(qū)動油缸動作迅速打開軋機軋輥輥縫。傳動系統(tǒng)-IAS系統(tǒng)程序：

圖5

傳動系統(tǒng)程序反饋給L1級控制系統(tǒng)的斷帶檢測信號。

圖6

4 鋁板帶箔軋機高精度自動斷帶檢測識別控制系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)用成果

鋁板帶箔軋機高精度自動斷帶檢測識別控制系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計應(yīng)用，能夠瞬間自動檢測識別鋁板帶箔軋機高速軋制過程中箔材斷帶并進行有效反饋控制，有效杜絕了加裝對射開關(guān)的箔材斷帶檢測方式存在的弊端，有效解決了鋁板帶箔軋機高速軋制過程中箔材斷帶損傷軋輥表面的現(xiàn)象和易著火的問題，成為當(dāng)前鋁板帶箔軋機設(shè)備自動控制領(lǐng)域最有效的箔材斷帶發(fā)生自動檢測識別控制系統(tǒng)，屬于當(dāng)前自動控制領(lǐng)域最前沿的科技創(chuàng)新應(yīng)用，并取得了顯著的實用效果。

［1］Siemens AG. S7-300/400 的系統(tǒng)軟件和標(biāo)準(zhǔn)功能 2010.12.

［2］Siemens AG.STEP 7編程使用手冊.2010.12.

［3］ABB Stressometer Measuring Roll Manual.2009.02.

［4］SIEMENS SIROLL Air Bearing Shapemeter Manual 2011.05.

［4］王士政. 電氣工程師手冊中國水利水電出版社，2001.02.